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Windenergietechnik I (WET I)

Das Modul WET I ist das erste von zwei Modulen, die in die Technologie und die Funktionsweise von Windenergieanlagen einführen. In diesem ersten Teil geht es um ein Basisverständnis der Funktionsweise von Windenergieanlagen. Das Modul setzt sich aus einer Vorlesung, einer Übung und einer freiwilligen eintägigen Exkursion zusammen.

Das Modul wird mit 6 LP bewertet und wird im Winter- und Sommersemester angeboten. Es ist verpflichtend für alle Studierenden des Masterstudiengangs Windenergie-Ingenieurwesen. Im Sommersemester wird das Modul in englischer Sprache gelesen.

Lernziele

Die Studierenden erwerben durch dieses Modul vielfältige Kompetenzen im Bereich der Windenergietechnik. Nach erfolgreichem Abschluss können die Studierenden

  • die Bestandteile einer Windenergieanlage benennen und ihre Funktionsmechanismen erläutern,
  • die Eigenschaften des Windes darlegen und den Energieertrag zu vorgegebenen Randbedingungen berechnen,
  • Rotorblätter für Optimalbedingungen aerodynamisch auslegen,
  • die Blattelementmethode und die stationäre Blattelementimpulstheorie anwenden,
  • das Verhalten von Schnell- und Langsamläufern vergleichen,
  • die Signifikanz verschiedener Verlustarten für unterschiedliche Anlagenkonfigurationen beurteilen,
  • eine Leistungskurve erstellen,
  • die Funktionsweise verschiedener Regelungsstrategien zur Leistungsbegrenzung erläutern,
  • Skalierungsgrenzen auf Basis der Ähnlichkeitestheorie beurteilen,
  • die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Triebstrang-Konzepte erläutern und
  • unterschiedliche Offshore-Tragstrukturen beschreiben und ihre Funktionsweisen erläutern.

Vorlesung

Die Vorlesung des Moduls WET I findet im Frontalunterricht statt. Sie besteht aus folgenden Themenkomplexen:

  • Einleitung: Warum Windenergie?
  • Historische Entwicklung von Windenergieanlagen
  • Ressource Wind
  • Ermittlung des Energieertrags
  • Grundlagen der Aerodynamik
  • Entwurf von Windenergieanlagen und deren Komponenten
  • Charakteristiken und Kennfelder
  • Skalierung / Ähnlichkeitsregeln
  • Gesetze und Richtlinien
  • Offshore-Windenergie

Übung

In der Übungsveranstaltung des Moduls WET I werden die Inhalte der Vorlesungen durch Rechenbeispiele vertieft. Die Übung ist in klassischen Frontalunterricht im Seminarraum, interaktive Teile, in denen die Studierenden selbstständig unter Anleitung Aufgaben lösen, und Rechnerübungen im CIP-Pool unterteilt.

Exkursion

Als freiwilliger Bestandteil des Moduls WET I findet eine eintägige Exkursion zu wechselnden Zielen statt. Im WiSe 2017/2018 wird das Fraunhofer IWES in Bremerhaven besucht und die dortige Test-Infrastruktur vom Rotorblatt- bis zum Triebstrang-Prüfstand besichtigt. Highlight ist der Besuch der vom Fraunhofer IWES als Forschungsanlage betriebene Prototyp der weltgrößten Offshore-Windenergieanlage, der Adwen AD 8-180 mit 8 MW Nennleistung und 180 m Rotordurchmesser.

Prüfung

Zum erfolgreichen Abschluss des Moduls WET I wird eine mündliche Prüfung abgenommen. Die Dauer der Prüfung beträgt rund 20 Minuten. In der mündlichen Prüfung werden die theoretischen Zusammenhänge, die in der Vorlesung und den Übungsveranstaltungen diskutiert wurden, abgefragt. Auch theoretische Herleitungen sind Bestandteil der Prüfung.

Studierende müssen sich für die Teilnahme am Prüfungsverfahren rechtzeitig online beim Akademischen Prüfungsamt anmelden.

Hinweis / Note

Im Sommersemester wird das Modul in englischer Sprache gelesen. In summer semesters the course is given in English.